Caso di studio Tata Steel: sostituzione di un Jaquet FT3000 obsoleto con un moderno sistema di rilevamento della sovravelocità SpeedSys 200

Sostituzione di un Jaquet FT3000 obsoleto con un moderno sistema di rilevamento della velocità eccessiva SpeedSys 200

Durante il processo dell’altoforno presso Tata Steel, vengono rilasciati gas che contengono una grande quantità di energia. Questi gas vengono utilizzati per azionare la turbina a espansione a gas (espansore), che a sua volta aziona due generatori. L’utilizzo dell’energia immagazzinata nei gas in eccesso rappresenta un modo economicamente vantaggioso per riutilizzare tali gas, che altrimenti non avrebbero alcuna utilità. Pertanto, l’espansore e i due generatori svolgono una funzione importante per il processo.

Sfida

Tata Steel ha rilevato un problema con uno dei sensori di velocità, che fa parte del sistema di protezione da sovravelocità. A Istec è stato chiesto di sostituire tutti i sensori di velocità nella configurazione 2oo3 con nuovi sensori di velocità ad effetto Hall, per poi procedere al collaudo e alla verifica del sistema di rilevamento della sovravelocità (ODS) e dei nuovi sensori di velocità.

Durante questi test l’ODS ha mostrato un comportamento anomalo e non funzionava come avrebbe dovuto. Non era chiaro da dove avesse origine il malfunzionamento dell’ODS. Ciò ha lasciato a Tata Steel due opzioni: controllare completamente il sistema di controllo della velocità eccessiva, il cablaggio interno e le sue funzionalità (1), oppure sostituire l’intero sistema con un nuovo ODS (2).

Poiché l’ODS FT3000 è stato ritirato dal mercato dal suo produttore (Jaquet) e i pezzi di ricambio non sono più disponibili, Tata Steel ha deciso di sostituire il proprio sistema attuale e di acquistare e implementare un ODS moderno: l’Istec SpeedSys 200.

 

Figura 1. La turbina a espansione di gas che aziona due generatori utilizzando i gas in eccesso provenienti dal processo dell’altoforno.

Poiché i tempi di inattività sono costosi, era essenziale un processo rapido: consegna entro una settimana, progettazione entro un giorno e installazione entro un giorno. Sebbene ciò rappresenti una sfida non da poco, Istec dispone delle risorse e delle capacità interne per farlo.

Tata Steel ha preferito una soluzione sostitutiva che riducesse al minimo gli adeguamenti infrastrutturali necessari, il che ha richiesto un leggero intervento di ingegneria personalizzata da parte dei nostri specialisti.

Soluzione

Per facilitare l’ingegneria richiesta, Istec ha mappato l’hardware esistente, inclusi tutti i sensori e tutti gli ingressi e le uscite, nonché tutte le funzioni (di sicurezza) dell’ODS esistente.

Vecchio sistema

Il sistema FT3000, ormai obsoleto, era configurato con le seguenti schede da 19”:

  • Tre schede FTFU3024 per il rilevamento del superamento della velocità
  • Una scheda di uscita analogica FTW3013 verso PLC/DCS
  • Un modulo di comunicazione FTK3072 collegato a un PC

 

Figura 2. La configurazione obsoleta del sistema FT3000 che necessitava di una soluzione sostitutiva.

L’alimentatore a 24 Vcc era collegato direttamente sul retro del rack. Non sono stati utilizzati filtri né alimentatori aggiuntivi.

Nuovo sistema

L’FT3000 è stato sostituito da un’installazione SpeedSys 200 del 2003. Il gruppo su guida DIN, come mostrato nell’immagine sottostante, è stato preparato su una piastra di alluminio da 19” nella nostra officina, consentendo un’installazione rapida e semplice nel rack da 19” esistente, dove in precedenza era installato il sistema FT3000. Questa installazione copre tutte le funzioni principali dell’obsoleto FT3000 che è stato sostituito.

Figura 3. La nuova installazione ODS composta da un alimentatore SELV isolato galvanicamente (1), una doppia distribuzione di alimentazione a 24 V per garantire la ridondanza (2) e tre unità SpeedSys 200, collegate via cavo per formare una struttura di voto 2oo3 (3).

Risultati attesi

  • Fornitura e assistenza complete per hardware di misurazione della velocità e installazione
  • Progettazione su misura a cura degli specialisti Istec
  • La nuova installazione copre tutte le funzioni principali della precedente installazione
  • Rapida risoluzione dei problemi, consegna, installazione e messa in servizio.

Impatto

La nuova installazione di SpeedSys 200 soddisfa i requisiti di Tata Steel, offrendo tutte le funzioni principali del precedente ODS senza la necessità di significativi adeguamenti infrastrutturali. Questa installazione a basso impatto è certificata SIL 2 in fase di progettazione, anziché in fase di utilizzo, il che rende il suo intervallo di prova richiesto molto più lungo rispetto alla precedente installazione FT3000. La turbina a espansione di gas può ora funzionare in sicurezza senza l’interferenza di un sistema di sicurezza malfunzionante.